(57)【要約】【課題】  定常的に電力を消費せずに、積雪による発電効率の低下を防止する太陽光発電装置を提供する。【解決手段】  本発明の太陽光発電装置は、太陽電池セルが設けられ、この太陽電池セルに入射する太陽光により発電を行う太陽光発電装置であり、太陽電池セルが表面に設けられ、鉛直軸に垂直な回転軸に対して、回転自在に設置された太陽電池パネルと、該太陽電池パネルの下部に一端が結合されたロープを引き上げ、太陽電池パネルの角度を制御する引き上げ制御部と、太陽電池パネルが所定の角度となるよう、この太陽電池パネルを固定し、所定の積雪による荷重により太陽電池パネルを開放するパネル固定部とを有する。【選択図】    図１
2006269524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池セルが設けられ、この太陽電池セルに入射する太陽光により発電を行う太陽光発電装置であり、
前記太陽電池セルが表面に設けられ、鉛直軸に垂直な回転軸に対して、回転自在に設置された太陽電池パネルと、
該太陽電池パネルの下部に一端が結合されたロープを引き上げ、太陽電池パネルの角度を制御する引き上げ制御部と、
上記太陽電池パネルが所定の角度となるよう、この太陽電池パネルを固定し、所定の積雪による荷重により太陽電池パネルを開放するパネル固定部と
を有することを特徴とする太陽光発電装置。
【請求項２】
太陽電池セルが設けられ、この太陽電池セルに入射する太陽光により発電を行う太陽光発電装置であり、
前記太陽電池セルが表面に設けられ、鉛直軸に垂直な回転軸に対して、回転自在に設置された太陽電池パネルと、
該太陽電池パネルの下部に一端が結合されたロープを引き上げ、太陽電池パネルの角度を制御する引き上げ制御部と、
上記太陽電池パネルが所定の角度となるよう、この太陽電池パネルを固定し、所定の時間毎に太陽電池パネルを開放するパネル固定部と
を有することを特徴とする太陽光発電装置。
【請求項３】
前記引き上げ装置が、前記パネル固定部の太陽電池パネル開放から、所定の時間が経過したことを検出すると、前記モータを駆動させ、ロープを引き上げ、太陽電池パネルをパネル固定部に移動させて再固定させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の太陽光発電装置。
【請求項４】
前記回転軸を固定する支柱と、
太陽電池パネルが開放されて回転した際、支柱に対して接触する位置に設けられた緩衝部材と
を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の太陽光発電装置。
【請求項５】
前記回転軸が太陽電池パネルの上下方向において、中央より上部に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の太陽光発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光を太陽電池パネルの太陽電池セルで受光し、太陽光発電を行う太陽光発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽電池パネルは、太陽光発電装置の設置において、太陽光を最大に受光できるように、太陽の移動する方向に太陽電池セルの実装されている面を、鉛直軸に対して所定の角度を有するよう上向きに設置されている。
しかし、この従来の設置方法では、積雪の多い場所に太陽電池パネルを設置すると、太陽電池パネル上に積雪することにより、太陽電池セルへの太陽光の入射を阻害し、発電効率を大幅に低下させてしまうこととなる。
【０００３】
一方、太陽電池セル面上に、積雪し難くなるように、太陽電池パネルを鉛直軸に対して、略平行に設置することも考えられるが、太陽光の入射効率が低下し、発電効率が大幅に低下することとなる。
上述した問題を解決するため、発電した電力を用いて、太陽電池セルの面に温度センサ，降雨センサ及びヒータを設け、統計的に雪の降る温度で雨が降っていない場合に降雪である判定し、ヒータを駆動して、太陽電池セル面への積雪を防止する融雪機能付きの太陽電池パネルが考えられている（例えば、非特許文献１参照）。
【非特許文献１】依田弘之，植田浩介，渡辺百樹、”雪融機能付き太陽光発電システム”、http://www.sharp.co.jp/corporate/rd/21/21-7-1a.html(2005年３月22日アクセス)。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、非特許文献１に示す雪融機能付き太陽光発電システムにあっては、降雪及び積雪のある冬季の間、すなわち最も太陽光のエネルギが低い状態のときに、温度センサ及び降雨センサを駆動した状態にし、かつヒータを駆動するため、定常的に電力を消費してしまうため、実際に外部に出力する発電効率が低下してしまうという欠点がある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、定常的に電力を消費せずに、積雪による発電効率の低下を防止する太陽光発電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の太陽光発電装置は、太陽電池セルが設けられ、この太陽電池セルに入射する太陽光により発電を行うものであり、前記太陽電池セルが表面に設けられ、鉛直軸に垂直な回転軸に対して、回転自在に設置された太陽電池パネルと、該太陽電池パネルの下部に一端が結合されたロープを引き上げ、太陽電池パネルの角度を制御する引き上げ制御部と、上記太陽電池パネルが所定の角度となるよう、この太陽電池パネルを固定し、所定の積雪による荷重により太陽電池パネルを開放するパネル固定部とを有することを特徴とする。
【０００７】
本発明の太陽光発電装置は、太陽電池セルが設けられ、この太陽電池セルに入射する太陽光により発電を行うものであり、前記太陽電池セルが表面に設けられ、鉛直軸に垂直な回転軸に対して、回転自在に設置された太陽電池パネルと、該太陽電池パネルの下部に一端が結合されたロープを引き上げ、太陽電池パネルの角度を制御する引き上げ制御部と、上記太陽電池パネルが所定の角度となるよう、この太陽電池パネルを固定し、所定の時間毎に太陽電池パネルを開放するパネル固定部とを有することを特徴とする。
【０００８】
本発明の太陽光発電装置は、前記引き上げ装置が、前記パネル固定部の太陽電池パネル開放から、所定の時間が経過したことを検出すると、前記モータを駆動させ、ロープを引き上げ、太陽電池パネルをパネル固定部に移動させて再固定させることを特徴とする。
【０００９】
本発明の太陽光発電装置は、前記回転軸を固定する支柱と、太陽電池パネルが開放されて回転した際、支柱に対して接触する位置に設けられた緩衝部材とを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の太陽光発電装置は、前記回転軸が太陽電池パネルの上下方向において、中央より上部に設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、本発明によれば、太陽電池パネルへの着雪（積雪）を防止するため、定期的（一定の周期毎に）または着雪した雪の荷重が所定値を超えた際に、パネル固定部のフックをはずし、またはフックがはずれて、パネルが回転軸、すなわち支点を中心にして回転して、太陽電池パネルの太陽電池セルの設けられた面を鉛直軸に平行とすることにより、着雪した雪を重力により落下させることで排除することが可能となり、太陽電池セル面に対して入射する太陽光を遮断されることなく、発電効率を一定に保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
＜第１の実施形態＞
以下、本発明の第１の実施形態による太陽光発電装置を図面を参照して説明する。図１は同実施形態の構成を示すブロック図である。
この図（図１（ａ），（ｂ））において、太陽電池パネル１は、表面に太陽電池セル１ａが設けられ、この太陽電池セル１ａに入射する太陽光により発電を行い、外部機器に対して供給する。
また、太陽電池パネル１は、上記太陽電池セルが太陽光が最も効率よく入射される方向に向いて配置され、かつ、鉛直軸に対して所定の角度を有して、支柱６及び支柱７により支持されている。
【００１３】
支柱６は、鉛直軸に対して平行方向に大地に対して配置され、大地の面から所定の高さにおいて鉛直軸と直角に支持部３が設けられている。
支持部５は、一端が上記支柱６に固定され、他端に回転部４が設けられている。
回転部４には鉛直軸と直角方向に回転軸が設けられており、この回転軸を支点として回転可能に太陽電池パネル１が設けられている。
また、太陽電池パネル１は、上下方向（鉛直軸方向）の中央より上部において、回転軸に取り付けられている。
【００１４】
パネル固定部９は、例えば、太陽電池パネル１の下部をフックにより固定し（図１（ａ））、所定の積雪による荷重により、太陽電池パネル１の下部が外れる程度の支持強度を持たせ、積雪が所定の荷重（太陽電池セル１ａの表面が太陽光の入射を阻害する程度の積雪の荷重）を超えた場合、フックが外れて太陽電池パネル１を開放する（図１（ｂ））機構となっている。
【００１５】
また、太陽電池パネル１がパネル固定部９から開放され、上記回転軸を支点として、振り子の様に回転させて、支柱６に接触（実際には衝突）させることで、重力での積雪及び着雪の落下と、支柱６への衝突の衝撃によって積雪を排除するため、太陽電池パネル１が振り子のような動作で、図１（ｂ）のように支柱６に衝突するため、この衝突する高さの位置に緩衝部材５が設けられている。
ここで、太陽電池パネル１は、上下方向の中央より上部において、回転軸に取り付けられているため、下部がパネル固定部９から開放されることにより、重心が回転軸に取り付けられている部分より下部にあるため、所定の角度範囲において振り子のように、回転軸を支点として回転動作を行う。
【００１６】
すなわち、太陽電池パネル１を開放して太陽電池セル１ａの面が鉛直軸に対してほぼ平行になっても、落下しない着雪を、支柱６に対して衝突させることにより排除することとなる。この衝突は、弾性部材からなる緩衝部材５に対するものであり、弾性部材ににより跳ね返されることにより、太陽電池パネル１の下部は緩衝部材５を介して、支柱５に対して複数回衝突することとなり、着雪の排除の効率が良い。
【００１７】
この緩衝部材５は、板バネ，スプリングバネ，ゴムなどの弾性部材や、油圧式緩衝装置、発泡スチロールなどを用いることができる。
太陽電池パネル１には、下部にロープ１０の一端が接続（結合）されており、このロープ１０が引き上げ装置８によりＸ及びＹ方向に移動させられ、鉛直軸に対する角度が制御される。
【００１８】
引き上げ装置８は、ロープ１０の太陽電池パネル１の下部が接続された一端と逆の他端が結合されており、パネル固定部９から開放されるとき、Ｘ方向にロープ１０を開放し、パネル固定部９に近づけて、再度フックに固定するとき、パネル固定部９のフックに太陽電池パネル１の下部が引っかけられて固定させるまで、ロープ１０をＹ方向にモータなどにより引き上げる。
このとき、引き上げ装置８は、パネル固定部９が太陽電池パネル１を開放してから、内部のタイマにより所定の時間が経過したことを検出すると、モータを駆動させ、ロープ１０を引き上げ（巻き上げ）、太陽電池パネル１の下部を、パネル固定部９のフックに移動させて、このフックに太陽電池パネル１の下部を再固定させる
【００１９】
また、パネル固定部９の説明において、所定の積雪による荷重により、太陽電池パネル１がフックから開放させるとして説明したが、所定の時間（例えば、２時間程度）が経過したか否かを検出して、経過していない場合にフックにより、太陽電池パネル１の下部を固定した状態を継続し、経過したことを検出すると、フックを駆動して、太陽電池パネル１の下部を開放するようにしてもよい。
引き上げ制御部８によるフックへの再固定は、既に述べた積雪の重さでフックから開放され、所定の時間後にフックに再固定する場合の説明と同様である。
【００２０】
したがって、この時間経過により太陽電池パネル１の下部を開放する場合、パネル固定部９にはタイマと、このタイマにより所定の時間が経過したか否かを検出する検出器と、フックを外す駆動装置が必要となる。
また、パネル固定部９が太陽電池パネル１の下部を開放する際、引き上げ制御部８は、ロープ１０に対して何ら影響を及ぼしておらず、図１（ａ）におけるＸ方向にロープ１０が、太陽電池パネル１により引かれた場合、巻き上げたロープ１０を所定の長さに開放する。
【００２１】
次に、本発明における太陽電池パネル１の構成を、図２を参照して説明する。図２（ａ）は、太陽電池セル１ａに太陽光を入射させる面の平面図を示している。図２（ｂ）は、図２（ａ）の線分Ｌ-Ｌにおける線視断面図を示している。
太陽電池セル１ａは、支柱１に対する衝突の際の衝撃に耐えられるように、周辺部を緩衝材１ａにより固定されている。
上記緩衝１ａの周りには、緩衝材１をカバーする形状で、保護用フレーム１ｃが設けられて、緩衝材１ｄを保護している。
【００２２】
また、太陽電池セル１ａの太陽光を入射させる面に対向する位置に、保護用フレーム１ｃにガラス１ｂを配設し、太陽電池セル１ａの入射面を保護している。
太陽電池パネル１の下部において、太陽電池パネル１がパネル固定部９から開放されたときに、支柱６に衝突する太陽電池パネル１の下部部分に、支柱の緩衝部材５とは、緩衝材を設けるようにしてもよい。
【００２３】
＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態を図３に示す。第２の実施形態は、図１と示した第１の実施形態とほぼ同様な構成をしている。したがって、図３における図１と同様の構成には、同一の符号を付し、説明を省略する。以下、第２の実施形態が第１の実施形態と異なる部分のみを説明する。
第２の実施形態には、第１の実施形態における支持部３が存在せず、回転部４が支柱６の上方向の端部に設けられている。
【００２４】
他の構成及び動作については、第２の実施形態と第１の実施形態と同様であり、また、太陽電池パネル１の構成も、第１の実施形態の図２の構成と同様である。
第２の実施形態においては、第１の実施形態の緩衝部材５として、バネ２０を用いているが、この緩衝部材５として、すでに述べたように、板バネ，スプリングバネ，ゴムなどの弾性部材や、油圧式緩衝装置、発泡スチロールなどを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１の実施形態による太陽光発電装置の構成例を示す概念図である。
【図２】本発明における太陽電池パネルの構成を示す概念図である。
【図３】本発明の第２の実施形態による太陽光発電装置の構成例を示す概念図である。
【符号の説明】
【００２６】
１ａ…太陽電池セル
１ｂ…ガラス
１ｃ…保護用フレーム
１ｄ…緩衝剤
３…支持部
４…回転部
５…緩衝部材
６，７…支柱
８…引き上げ制御部
９…パネル固定部
１０…ロープ
２０…バネ
【図１】
2006269524.tif 000003
【図２】
2006269524.tif 000004
【図３】
2006269524.tif 000005